[发明专利]一种420MPa级汽车大梁用镀层钢及生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车用钢及生产方法，具体地属于一种420MPa级热轧结构用镀层钢及生产方法。

背景技术

镀层用热轧钢在对于表面质量要求较高的汽车大梁得到广泛应用。热镀锌钢板表面具有镀层光亮、色泽均匀，良好的耐久性和美观性的特点；同时，汽车大梁等零件还要求钢材有良好的抗凹性，及应具有高屈强比。

目前，就其汽车大梁钢仍在Q345、Q235等级别钢种，再在此类钢种表面热镀锌层。由于汽车工业的不断发展，其已不能满足制造高强度汽车结构件及其表面热镀锌的要求。为此，钢铁行业厂商均在积极开展有关方面的研究及开发工作。

现有技术中，对于钢板的冷却均采用一个较低或常规的稳定冷却速度冷却到要求的温度，经本申请人的大量分析研究，采用此冷却方式生产的钢板，为达到规定的强度和组织，往往需要添加较多的合金元素，生产成本较高。

经初步检索，中国专利申请号为CN201310064053.5的文献，公开了一种400MPa级以上镀锌高强结构钢，其组分及含量为：C：0.06-0.10%，Mn：0.4-1.0%，Si：0.10-0.30%，P≤0.015%，S≤0.015%，Als：0.02-0.05%，Nb：0.01-0.05%，余量为Fe。该文献虽然通过采用添加微量的Nb元素达到提高强度的目的，从而减少C、Si、Mn元素的加入量，提高了焊接性能，改善了钢材的脆性，提高了延伸性能。但其存在：一是由于其将Si作为有效元素，且含量高，这会使钢坯在加热过程中容易产生大量的Si的氧化物，而严重影响钢板表面质量。同时钢中的Si含量高还会在后续热镀锌时，生成疏松的ζ合金相，导致镀层出现附着力下降的问题，使镀锌后的表面质量进一步恶化，而导致合格率下降，更主要是不能满足汽车生产厂商的更高要求。另一方面，其在冷却阶段采用的是先缓冷后在10～30℃/秒的冷却速度冷却到设定温度，容易造成钢材组织分布不均匀，从而影响钢板性能的稳定性。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种具有优良镀层附着力，镀锌后的钢板表面质量更加优良的前提下，通过采用轧后超快速分段冷却工艺，能保证屈服强度≥420MPa、抗拉强度480-620MPa，延伸率能够达到A≥21%，180°横向弯曲试验D=0.5a合格，屈强比达到0.85以上的420MPa级汽车大梁用镀层钢及生产方法。

实现上述目的的措施：

一种420MPa级汽车大梁用镀层钢，其化学成分及重量百分比含量为：C：0.06~0.09%，Si≤0.025%，Mn：0.80~1.00%，P≤0.015%，S≤0.008%，Als：0.020~0.060%，Nb：0.015~0.025%，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选地：Si的重量百分比含量不超过0.012%。

优选地：Nb的重量百分比含量在0.015~0.021%。

生产一种420MPa级汽车大梁用镀层钢的方法，其步骤：

1）经转炉冶炼后进入氩站吹氩，并常规加铝线脱氧及成分调整；控制吹氩时间：底吹不低于4min，顶吹不低于5min；

2） 经出钢并连铸成坯后对铸坯加热，其加热温度控制在1260~1295℃，加热时30~40min；

3） 进行分段热轧，并控制粗轧结束温度在1070~1100℃，控制精轧终轧温度在860~890℃；

4） 采用变速度冷却方式进行层流冷却，即：先在冷却速度为100~120℃/秒下冷却至690~745℃，再按照5~10℃/秒的冷却速度冷却至卷取温度；

5）进行卷取，控制卷取温度在610~630℃；

6）进行精整及后工序。

本发明中各组分及主要工艺的作用及控制的理由：

碳：碳是廉价的固溶强化元素。根据本钢种的应用范围，主要用于加工镀层用大梁、送变电塔等零件，需要进行一定程度的冲压变形加工，因此要求材料在满足强度要求的同时，具有良好的冷成形性能。如果其含量小于0.06%，则不能满足材料强度的要求；如果其含量大于0.09%，则不能满足材料的良好成形性能。所以，将其含量限定在0.06～0.09%范围。